package com.tping.leetcode;


import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * 给你一个整数数组 nums ，数组中的元素 互不相同 。返回该数组所有可能的子集（幂集）。
 *
 * 解集 不能 包含重复的子集。你可以按 任意顺序 返回解集。
 *
 * 示例 1：
 *
 * 输入：nums = [1,2,3]
 * 输出：[[],[1],[2],[1,2],[3],[1,3],[2,3],[1,2,3]]
 * 示例 2：
 *
 * 输入：nums = [0]
 * 输出：[[],[0]]
 *
 */
public class Solution_0078 {

    /**
     * 递归方式
     *
     * @param nums
     * @return
     */
    public List<List<Integer>> subsets(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        // 空是每一个数组的字集
        res.add(new ArrayList<>());

        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            List<List<Integer>> iList = new ArrayList<>();
            for ( List<Integer> list : res ){
                List<Integer> newSubsets = new ArrayList<>(list);
                newSubsets.add(nums[i]);
                iList.add(newSubsets);
            }
            res.addAll(iList);
        }

        return res;
    }

    /**
     * 回溯方式
     *
     * @param nums
     * @return
     */
    List<List<Integer>> res2 = new ArrayList<>();
    public List<List<Integer>> subsets2(int[] nums) {
        for (int i = 0; i <= nums.length; i++) {
            backtrack(0, i, new ArrayList<>(), nums);
        }

        return res2;
    }

    private void backtrack(int start, int k, ArrayList<Integer> cur, int[] nums) {
        if( k == 0 ){
            res2.add(new ArrayList<>(cur));
            return;
        }

        for (int i = start; i < nums.length; i++) {
            cur.add(nums[i]);
            backtrack(i + 1, k - 1, cur, nums);
            cur.remove(cur.size() - 1);
        }
    }

    /**
     * 字典排序
     *
     * @param nums
     * @return
     */
    public List<List<Integer>> subsets3(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        int n = nums.length;

        for (int i = (int)Math.pow(2, n); i < (int)Math.pow(2, n + 1); i++) {
            String bitmask = Integer.toBinaryString(i).substring(1);
            List<Integer> cur = new ArrayList<>();
            for (int j = 0; j < n; ++j) {
                if( bitmask.charAt(j) == '1' ){
                    cur.add(nums[j]);
                }
            }
            res.add(cur);
        }
        return res;
    }

    public static void main(String[] args){
        Solution_0078 solution0078 = new Solution_0078();
        int[] nums = {1,2,3};

        System.out.print("使用递归方式：[");
        for(List<Integer> list : solution0078.subsets(nums) ){
            System.out.print(list);
        }
        System.out.print("]");


        System.out.println();
        System.out.print("使用回溯方式：[");
        for(List<Integer> list : solution0078.subsets2(nums) ){
            System.out.print(list);
        }
        System.out.print("]");

        System.out.println();
        System.out.print("使用字典排序方式：[");
        for(List<Integer> list : solution0078.subsets3(nums) ){
            System.out.print(list);
        }
        System.out.print("]");
    }

}
